(57)【要約】  材料の第一のウェブを材料の第二のウェブに結合して複合材料を形成する方法が本明細書に開示される。第一に、縦方向に移動する材料の第一のウェブおよび材料の第二のウェブが提供される。材料のウェブは、幅方向に横断する第一のエネルギー印加装置の上を通過する。第一のエネルギー印加装置は、一次結合パターンおよび二次結合パターンを含む。二次結合パターンと組み合わせた一次結合パターンは、第一のエネルギー印加装置を横切って幅方向に連続的に延在する。さらに、第二のエネルギー印加装置が提供される。第二のエネルギー印加装置は、幅方向に移動し、それによって第一のエネルギー印加装置の上に第二のエネルギー印加装置を延在させ、第一および第二のエネルギー印加装置を組み合わせて動作させ、複合ウェブを結合する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
材料の第一のウェブを材料の第二のウェブに結合し、複合材料を形成する方法であって、前記方法が、
（ａ）縦方向に移動する材料の第一のウェブおよび材料の第二のウェブを提供するステップと、
（ｂ）幅方向に横断して延在する第一のエネルギー印加装置を提供するステップであって、前記第一のエネルギー印加装置が、一次結合パターンおよび二次結合パターンを含み、前記二次結合パターンと組み合わせた前記一次結合パターンが幅方向に連続的に延在する、提供するステップと、
（ｃ）第二のエネルギー印加装置を提供するステップと、
（ｄ）前記第二のエネルギー印加装置を幅方向に移動させるステップであって、それによって前記第一のエネルギー印加装置の上に前記第二のエネルギー印加装置を延在させ、前記第一および第二のエネルギー印加装置を組み合わせて動作させ、それにより前記材料の第一のウェブおよび材料の第二のウェブを横切って徐々に移動させるラインで、エネルギーを前記材料の第一のウェブおよび前記材料の第二のウェブに加え、前記材料の第一のウェブを前記材料の第二のウェブに結合する、移動させるステップと、を含む、方法。
【請求項２】
前記第一のエネルギー印加装置がアンビルを備え、前記第二のエネルギー印加装置がロータリー超音波ホーンを備える、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第一および第二のエネルギー印加装置を組み合わせて動作させ、それによって前記材料の第一のウェブおよび前記材料の第二のウェブにエネルギーを加えることは、前記一次結合パターンを通してのみ結合する、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記二次結合パターンが、前記第一および第二のエネルギー印加を組み合わせて動作させるときに、前記第二のエネルギー印加装置に支持を提供する、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記二次結合パターンが、前記材料の第一のウェブおよび前記材料の第二のウェブにエネルギーを提供しない、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記二次結合パターンが幅方向に非連続である、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記一次結合パターンが、縦方向に延在するディスクリートバーの少なくとも一列を備え、前記ディスクリートバーが幅方向に離間し、前記二次結合パターンは前記ディスクリートバーが離間するところに支持を提供する、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記一次結合パターンが、縦方向に延在する二列のディスクリートバーを備え、前記ディスクリートバーが幅方向に離間する、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記二次結合パターンが、縦方向に対してある角度で延在するディスクリートバーを備える、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記二次結合パターンが、前記第一のエネルギー印加装置を横切って幅方向に延在する一連の円形要素を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記材料の第一のウェブを前記材料の第二のウェブに結合した後に、さらなる処理のために前記ウェブを維持することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
前記一次結合パターンが一次結合領域を含み、前記二次結合パターンが二次結合領域を含み、前記二次結合領域が前記一次結合領域の約１０〜約４９パーセントである、請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
前記第一および第二のエネルギー印加装置を組み合わせて動作させるとき、圧力を加えることをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
材料の第一のウェブを材料の第二のウェブに結合する方法であって、前記方法が、
（ａ）縦方向に移動する材料の第一のウェブおよび材料の第二のウェブを提供するステップと、
（ｂ）幅方向に横切って延在する第一のエネルギー印加装置を提供することであって、前記第一のエネルギー印加装置が、一次結合パターンおよび二次結合パターンを含む、提供するステップと、
（ｃ）第二のエネルギー印加装置を提供するステップと
（ｄ）前記第二のエネルギー印加装置を幅方向に移動させるステップであって、それによって前記第一のエネルギー印加装置の上に前記第二のエネルギー印加装置を延在させ、前記第一および第二のエネルギー印加装置を組み合わせて動作させ、それにより前記材料の第一のウェブおよび材料の第二のウェブを横切って徐々に移動させるラインで、エネルギーを前記材料の第一のウェブおよび前記材料の第二のウェブに加えて複合材料を形成し、前記一次結合パターンは、幅方向に前記第一のエネルギー印加装置と前記第二のエネルギー印加装置との間の非連続接触を提供し、前記二次結合パターンは、幅方向に前記第一のエネルギー印加装置と前記第二のエネルギー印加装置との間の連続接触を提供する、移動させるステップと、を含む、方法。
【請求項１５】
前記第一のエネルギー印加装置がアンビルを備え、および前記第二のエネルギー印加装置がロータリー超音波ホーンを備える、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記第一および第二のエネルギー印加装置を組み合わせて動作させ、それによって前記材料の第一のウェブおよび前記材料の第二のウェブにエネルギーを加えることは、前記一次結合パターンを通してのみ結合する、請求項１４に記載の方法。
【請求項１７】
前記二次結合パターンが、前記第一および第二のエネルギー印加を組み合わせて動作させるときに、前記第二のエネルギー印加装置に支持を提供する、請求項１４に記載の方法。
【請求項１８】
前記二次結合パターンが、前記材料の第一のウェブおよび前記材料の第二のウェブにエネルギーを提供しない、請求項１４に記載の方法。
【請求項１９】
前記二次結合パターンが幅方向に非連続である、請求項１４に記載の方法。
【請求項２０】
前記一次結合パターンが、縦方向に延在するディスクリートバーの少なくとも一列を備え、前記ディスクリートバーが幅方向に離間し、前記二次結合パターンが、前記ディスクリートバーが離間するところに支持を提供する、請求項１４に記載の方法。
【請求項２１】
前記一次結合パターンが、縦方向に延在する二列のディスクリートバーを備え、前記ディスクリートバーが幅方向に離間する、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記二次結合パターンが、縦方向に対してある角度で延在するディスクリートバーを備える、請求項１４に記載の方法。
【請求項２３】
前記二次結合パターンが、前記第一のエネルギー印加装置を横切って幅方向に延在する一連の円形要素を含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項２４】
前記材料の第一のウェブを前記材料の第二のウェブに結合した後に、さらなる処理のために前記ウェブを維持することをさらに含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項２５】
前記一次結合パターンが、一次結合領域を含み、前記二次結合パターンが、二次結合領域を備え、前記二次結合領域が前記一次結合領域の約１０〜約４９パーセントである、請求項１４に記載の方法。
【請求項２６】
前記第一および第二のエネルギー印加装置を組み合わせて動作させるとき、圧力を加えることをさらに含む、請求項１４に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
不織布を形成し、エンボス加工パターンを提供する超音波を使用した熱結合は、当業者にとって周知である。例えば、超音波結合は、おむつ、トレーニングパンツ、女性用ケア製品、失禁用衣服などの使い捨てタイプの衣類を作成し、特にこれらのタイプの物品の側部継目を形成するために利用されてきた。
【０００２】
吸収性物品の設計には、意図されるようにこれらの結合に対する特定の物理的要件が必要である。バーが製品の端に対して垂直に配向される長方形のバーのパターンは、例えば、同等の表面積のドットパターンに対して、最大の結合強度および最大の破断点伸び率が得られ、結果として意図したように機能する製品をもたらすことが示されている。
【０００３】
しかし、製品の縁部に垂直に配向されたバーのパターンは、ロータリー結合システムに対するある操作上の問題をもたらす。例えば、超音波ホーンがアンビルに対して押し付けられ、アンビル軸に平行に移動すると、超音波ホーンとアンビルとの間の接触面積は、アンビルの表面から突き出た隆起した結合パターンにより、アンビルに沿ったホーンの位置の関数として変化する。従って、アンビル軸に対して垂直に配向された一連のバーのみを備えるパターンは、アンビルに沿って転がるときにホーンが接触面積で中断することを意味する。ホーンとアンビルとの間の接触の中断は、アンビル、アンビル支持体、およびホーン支持構造内の構造共振を励起して、結合強度変動および超音波発生器の過負荷が生じる可能性がある。この問題は、最終的には無駄や生産性の損失につながる。
【０００４】
したがって、結合システム内での不安定性によって生じる無駄を排除する一方で、結合の必要強度を含む結合された複合ウェブを提供する能力を提供する超音波結合システムおよび方法を開発する必要性がある。
【発明の概要】
【０００５】
一実施形態では、材料の第一のウェブを材料の第二のウェブに接合し、複合材料を形成する方法を本明細書に開示する。第一に、縦方向に移動する材料の第一のウェブ、および材料の第二のウェブが提供される。材料のウェブは、幅方向に横切って延在する第一のエネルギー印加装置を通過する。第一のエネルギー印加装置は、一次結合パターンおよび二次結合パターンを含む。二次結合パターンと組み合わせた一次結合パターンは、第一のエネルギー印加装置を横切って幅方向に連続的に延在する。さらに、第二のエネルギー印加装置が提供される。第二のエネルギー印加装置は、幅方向に移動し、それによって第一のエネルギー印加装置の上に第二のエネルギー印加装置を延在させ、第一および第二のエネルギー印加装置を組み合わせて動作させる。それによって、材料の第一のウェブおよび材料の第二のウェブをわたって徐々に移動させるラインで材料の第一のウェブおよび材料の第二のウェブにエネルギーが加えられ、材料の第一のウェブを材料の第二のウェブに結合し、複合材料を形成する。
【０００６】
一実施形態では、材料の第一のウェブを材料の第二のウェブに結合し、複合材料を形成する方法を本明細書に開示する。第一に、縦方向に移動する材料の第一のウェブ、および材料の第二のウェブが提供される。材料のウェブは、幅方向に横に延在する第一のエネルギー印加装置を通過する。第一のエネルギー印加装置は、一次結合パターンおよび二次結合パターンを含む。さらに、第二のエネルギー印加装置が提供される。第二のエネルギー印加装置は、幅方向に移動し、それによって第一のエネルギー印加装置の上に第二のエネルギー印加装置を延在させ、第一および第二のエネルギー印加装置を組み合わせて動作させる。それによって、材料の第一のウェブおよび材料の第二のウェブをわたって徐々に移動させるラインで材料の第一のウェブおよび材料の第二のウェブにエネルギーが加えられ、材料の第一のウェブを材料の第二のウェブに結合し、複合材料を形成する。動作中、一次結合パターンは、幅方向に第一のエネルギー印加装置と第二のエネルギー印加装置との間の非連続接触を提供し、二次結合パターンは、幅方向に第一のエネルギー印加装置と第二のエネルギー印加装置との間の連続接触を提供する。
【０００７】
例示的な実施形態では、第一のエネルギー印加装置は、アンビルを含み、第二のエネルギー印加装置はロータリー超音波ホーンを含む。動作中、エネルギーは、材料の第一のウェブおよび材料の第二のウェブに一次結合パターンを通してのみ加えられ得る。二次結合パターンは、第一および第二のエネルギー印加を組み合わせて動作させるときに、二次エネルギー印加装置に支持を提供する。この実施形態では、二次結合パターンは、材料の第一のウェブおよび材料の第二のウェブへエネルギーを提供しない。
【０００８】
一部の実施形態では、二次結合パターンは、幅方向に連続的ではなく、結合中に複合材の切断を防止する。これにより、材料の第一のウェブを材料の第二のウェブに結合した後に、複合材料をさらに処理するためのウェブを維持することができる。
【０００９】
別の例示的な実施形態では、一次結合パターンは、縦方向に延在するディスクリート（ｄｉｓｃｒｅｅｔ）バーの少なくとも一列を含み、ディスクリートバーは幅方向に離間する。この実施形態では、二次結合パターンは、ディスクリートバーが離間するところの第二のエネルギー印加装置に支持を提供する。望ましくは、一次結合パターンは、縦方向に延在する二列のディスクリートバーを備え、ディスクリートバーは幅方向に離間する。
【００１０】
二次結合パターンは、多数の異なる設計を有し得る。例えば、二次結合パターンは、縦方向に対してある角度で延在するディスクリートバーを備える。別の例では、二次結合パターンは、第一のエネルギー印加装置を横切って幅方向に延在する一連の円形要素を含む。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
当業者を対象とした、本明細書の完全かつ実施可能な開示は、以下の添付の図を参照し、本明細書の残りの部分でさらに具体的に記載する。
【図１】図１は、アンビルおよびロータリー超音波ホーンを示す二つの材料を一緒に結合するために使用する超音波結合システムの例示的な実施形態の上面斜視図である。
【図２】図２は、図１からの超音波結合システムの例示的な実施形態の拡大側面斜視図である。
【図３】図３は、図１の超音波結合システム内で使用するためのパターンの上面図である。
【図４】図４は、図１の超音波結合システム内で使用するための代替的なパターンの上面図である。
【図５】図５は、図１の超音波結合システム内で使用するための代替的なパターンの上面図である。
【図６】図６は、図１の超音波結合システム内で使用するための代替的なパターンの上面図である。
【図７】図７は、図１の超音波結合システム内で使用するための代替的なパターンの上面図である。
【図８】図８Ａは、図１の超音波結合システムを利用して製造された例示的な複合ウェブおよび図３のシステムの使用のためのパターンを示す。図８Ｂは、図８Ａに示す複合ウェブの断面図を示す。図８Ｃは、複合ウェブの切断後の、図８Ａに示す複合ウェブの断面図を示す。図８Ｄは、図８Ａに示す複合ウェブの断面図を示す。本明細書および図面での参照文字の反復使用は、本開示の同一または類似の特徴または要素を示すことを意図している。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図１は、本明細書で説明した結合システム１０の一実施形態を示す。結合システム１０は、連続加熱装置もしくは間欠加熱インパルス型装置のような電気抵抗装置、圧力、または誘導加熱構成要素のような、熱エネルギーの移動が材料を一緒に溶着するのに十分な任意のデバイスを含むことができる。望ましくは、熱エネルギー源は、超音波エネルギーの使用によって提供される。
【００１３】
超音波結合システム１０は、おむつ、トレーニングパンツ、女性用ケア製品、失禁用衣類などの使い捨てタイプの衣類を作製するために使用されてもよく、また処理装置内のウェブの移動方向（縦方向）を横切る方向（幅方向）にウェブを横切って延在する離間した位置に超音波結合を生成することにより、二つの重ね合わせた複合ウェブを結合する方法を含む。望ましくは、連続した複合したウェブにおける使い捨てタイプの衣類の製造であり、ウェブ内の衣類はウェブの横方向に延在し、衣類のウエスト部分はウェブの縦方向に沿って延在し、衣類の前後部分はウェブの対向する側にある。図示された実施形態では、結合部は、仕上げられた衣類における側部継目の最終位置に概ね対応する位置で材料の二つのウェブを接合する。
【００１４】
既知の技術を用いてこのような結合部を形成するには、ウェブの全幅に渡り熱エネルギーの均一な適用を得ることが困難であり、したがって結合部が所望の均一性を得られない可能性がある。本明細書に開示される装置および方法は、予測通りに均一な結合強度を達成するための新規なアプローチを提供する。
【００１５】
図１に示すように、材料１２の第一のウェブを材料１４の第二のウェブに結合し、複合材料１６を形成する超音波結合システム１０が本明細書に開示される。第一に、材料１２の第一のウェブおよび材料１４の第二のウェブは、縦方向３２に移動するよう提供される。材料１２、１４のウェブは、幅方向３０に延在する第一のエネルギー印加装置１８を通過する。さらに、第二のエネルギー印加装置２０が提供される。第二のエネルギー印加装置２０は、方向４０に回転することによって幅方向３０に移動し、それによって第一のエネルギー印加装置１８の上に第二のエネルギー印加装置２０を延在させ、第一および第二のエネルギー印加装置１８、２０を組み合わせて動作させる。エネルギー、好ましくは超音波エネルギーは、それによって材料１２の第一のウェブおよび材料１４の第二のウェブを横切って徐々に移動させるラインで、材料１２の第一のウェブおよび材料１４の第二のウェブに加えられ、材料の第一のウェブを材料の第二のウェブに結合し、複合材料１６を形成する。
【００１６】
一つの例示的な超音波結合システム１０では、第一のエネルギー印加装置１８はアンビル２２であり、第二のエネルギー印加装置２０は超音波ホーン２４を含む。代替の実施形態では、第一のエネルギー印加装置１８は超音波ホーン２４であり、第二のエネルギー印加装置２０はアンビル２２を含む。アンビル２２は、幅方向３０に延在する金属バーを備え得る。
【００１７】
超音波ホーン２４は、アンビル２２上に延在するように取り付けられ、アンビル２２上にあって、材料１２、１４のウェブ上に下向きの圧力を加えることが好ましく、それによってアンビル２２の上に延在しながら材料１２、１４のウェブに超音波エネルギーを加え、その後アンビル２２の上からから引き出す。超音波ホーン２４は、アンビルおよびアンビル２２上の材料１２、１４のウェブ上のエネルギー印加経路３５を横断するように取り付けられてもよく、エネルギー印加経路３５は、材料１２、１４のウェブを横切って幅方向３０に配向されている。超音波結合システム１０は、超音波ホーン２４を通して圧力および超音波エネルギーの両方をアンビル上に配置された材料１２、１４のウェブへ同時に加える方法をさらに含み、それにより超音波ホーン２４がアンビル２２上の材料１２、１４のウェブを通過している間に、材料１２、１４のウェブに圧力結合されることが好ましい。
【００１８】
図１に示すように、超音波ホーン２４は、ホイール２６、したがって第二の軸の周りを回転するために取り付けられたロータリー超音波ホーンを備え、それにより超音波ホーン２４がエネルギー印加経路３５を横断するときに、幅方向３０に材料のウェブを横切って移動する材料１２、１４のウェブに超音波エネルギーを加えることが好ましい。エネルギー印加経路３５は、ロータリー超音波ホーン２４がアンビルおよび入ってくるセグメント上に延在していて、ここでロータリー超音波ホーンはアンビルの上から引き出される、送出セグメントを備えてもよく、超音波システムはさらに、超音波ホーン２４がエネルギー印加経路３５を横断するときに、ロータリー超音波ホーン２４を介して材料１２、１４のウェブに圧力を加え、それによりロータリー超音波ホーン２４を介してエネルギー印加経路３５の一方のセグメント、好ましくは送出セグメントにある材料１２、１４のウェブに圧力を加え、エネルギー印加経路３５の他のセグメントの圧力を抑える。
【００１９】
一部の実施形態では、超音波結合システム１０は、ドラムの外側作動面について異なる半径方向位置に取り付けられた少なくとも二つの超音波ホーンと、ドラムと共に回転し、少なくとも二つの超音波ホーンのそれぞれの上に取り付けられた、対応する少なくとも二つのアンビル、好ましくはロータリーアンビルとをさらに備えてもよい。こうした超音波結合システムの例は、Ｒａｊａｌａらの米国特許第５，６６７，６０８号に見出され、参照により本明細書に組み込まれる。
【００２０】
典型的には、エネルギー印加装置２０のうちの一つは、概して滑らかな外周面２６を有し、一方で、他のエネルギー印加装置１８は、図３〜７に反映される結合パターンに設計および位置が対応する隆起した結合突出部の一次および二次パターン６０、６２を含む。示される実施形態では、アンビル２２は、アンビルの基部面６４から延在する一次結合パターン６０および二次結合パターン６２を含む。
【００２１】
個々の突出部は、第一のエネルギー印加装置１８上の基部面６４から延在する。突出部は、それぞれの結合要素５４の作成する役割を果たす遠位端面で終結する。典型的には、こうした突出部は、例えば、高さが最大およそ０．１０インチ、幅が最大約０．０６インチであり得る。高さは、ロールの基部円周面から遠位先端、または例えば、結合が形成されているウェブ材料と実際にインターフェースするランド部までの突出部の寸法として定義される。
【００２２】
一次結合パターン６０および二次結合パターン６４、ならびに個々の結合要素５４は、圧力、熱エネルギーおよび圧力、または超音波周波数エネルギーおよび圧力を加え、材料の二つのウェブを一緒に結合することを含む、様々な方法によって活性化され得るが、これらに限定されない。望ましくは、超音波エネルギーが用いられるとき、例えば、アンビルロール２０は、当技術分野で知られるように、超音波ホーン１５の共鳴周波数を有害に干渉しないように適切に大きさが定められる。
【００２３】
図１および図２を再び参照すると、第一のエネルギー印加装置１８は、一次結合パターン６０および二次結合パターン６２を含む。二次結合パターン６２と組み合わせた一次結合パターン６０は、幅方向３０の第一のエネルギー印加装置１８にわたって連続的に延在する。望ましくは、動作中、一次結合パターン６０は、幅方向３０に非連続的接触を提供し、二次結合パターン６２は幅方向３０に連続的接触を提供する。
【００２４】
一実施形態では、材料１２、１４のウェブは、超音波結合システム１０を通過し、それぞれの突出部または結合要素５４、５６に対応するウェブ上の位置でウェブ１２、１４にエネルギーが加えられ、それによって二つのウェブ材料を一緒に結合して複合ウェブを形成する。別の実施形態では、材料１２、１４のウェブが超音波結合システム１０を通過するとき、一次結合パターン６０のみの上のそれぞれの突出部５４に対応するウェブ上の位置でウェブにエネルギーが加えられ、それによって二つのウェブ材料１２、１４を一緒に結合して、複合ウェブ１６を形成する。この実施形態では、二次結合パターン６２は、超音波ホーン２４がアンビル２２および材料１２、１４のウェブ上を通過する際に、超音波ホーン２４の支持体としての役目をする。
【００２５】
一次結合パターン６０は、一次結合パターン要素５４の遠位端面の一つの総面積として定義される一次結合領域を含む。二次結合パターン６２は、二次結合パターン要素５６の遠位端面の一つの総面積として定義される二次結合領域を含む。望ましくは、一次結合領域は二次結合領域よりも大きい。望ましい実施形態では、二次結合領域は、一次結合領域の約１０〜約４９パーセントである。
【００２６】
図３は、隆起した結合要素５４の一次結合パターン６０および隆起した結合要素５６の二次結合パターン６２を示す、アンビル２２の一つの望ましい実施形態を示す。一次結合パターン６０は、縦方向３２に延在するディスクリートバーの少なくとも一列６８を含む。この実施形態では、一次結合パターン６０は、幅方向３０に離間して縦方向３２に延在するディスクリートバーの二列６８、７０を含み、両方の列６８、７０はアンビル２２の両方の端に沿って延在する。この一次結合パターン６０は、衣服が結合の軸に垂直に歪んだときに、複合材料の最大のネックダウンおよび伸び率を可能にするように構成されている。
【００２７】
この実施形態では、二次結合パターン６２は、一次結合パターン６０内のディスクリートバーの二列６８、７０の間に位置し、幅方向３０と縦方向３２の両方に延在するディスクリートバーの列７２を備える。
【００２８】
二次結合パターン６２のディスクリートバーは離間しており、二次結合パターン６２が幅方向３０に連続していないことが望ましく、結合中に複合材料１６が切断することを防止する。これにより、製造ラインを続ける際にウェブ１６のさらなる処理が可能になる。一次および二次結合パターン６０、６２は、組み合わせられたときにエネルギー経路位置３５の全長を延ばし、動作中にアンビル２２上に超音波ホーン２４を確実に支持することが重要である。さらに、連続的ではないが、二次結合パターン６２内の分離したバーの角度付けは、エネルギー印加経路３５にわたる動作中に連続的接触をもたらし、また超音波ホーン２４を確実に支持する。
【００２９】
動作を通して超音波ホーン２４を支持する有意な利点は、結合強度のより良好な一貫性に加えて、パワーフィードバックスパイクを減少することである。フィードバックスパイクは、アンビルとロータリー超音波ホーンとの間の従来の結合パターンにおける接触変動の特性の結果として生じる。従来の結合パターンは、それぞれの平均複合接触長さと比較して、複合接触長さの幅広い変動を示す傾向がある。複合接触長さの変動は、従来の結合パターンの電力分布における、対応しかつ通常比例する変動を引き起こす。こうした変動は、例えば、結合パターンの長さに沿って、かつそれを横切って垂直に延在する点の相互に垂直な列および線の長方形配置を画定する結合パターンによるものである。従って、こうした従来のパターンの複合接触長さは、横方向の点列ごとに、列がニップにあるときの最大接触長さからゼロまたは列間でゼロに近づくまで変動し、これにより、点／ドット／円の各列において対応するパワースパイク極値を発生させ、これによりそのアンビルロールの有効直径は連続する横方向の点列の間でわずかに異なり、そのような各変動は、ニップにおけるホーンおよびアンビルが振動することに寄与する。
【００３０】
エネルギー経路３５の全長に延在する一次および二次結合パターン６０、６２を組み合わせることによって、結合システムの動作は本明細書に記載した動作中にアンビル２２の超音波ホーン２４を確実に支持し、パワースパイクを減少させ、プロセスに対してより安定性が高まる。これにより、複合ウェブ内の結合変動が低下し、材料の伸びおよび結合の強度が増大する。
【００３１】
図４は、隆起した結合要素５４の一次結合パターン６０および隆起した結合要素５６の二次結合パターン６２を示すアンビル２２の別の望ましい実施形態を示す。図３と類似して、一次結合パターンは、縦方向３２に延在するディスクリートバーの二列６８、７０を含み、ディスクリートバーは幅方向３０に離間する。この実施形態では、二次結合パターン６２は、一次結合パターン６０内のディスクリートバーの二列６８、７０の間に配置され、幅方向３０に延在するディスクリート円形要素７５の少なくとも一列６２を含む。二次結合パターン６２のディスクリートバーは離間しており、二次結合パターン６２が幅方向３０に連続していないことが望ましく、結合中に複合材が切断することを防止する。同様に、この実施形態の一次および二次結合パターン６０、６２は、組み合わされたときにエネルギー経路位置３５の全長を延ばし、動作中にアンビル２２における超音波ホーン２４を確実に支持する。
【００３２】
図５は、隆起した結合要素５４の一次結合パターン６０および隆起した結合要素５６の二次結合パターン６２を示すアンビル２２の別の望ましい実施形態を示す。図３と類似して、一次結合パターン６０は、縦方向３２に延在するディスクリートバーの二列６８、７０を含み、ディスクリートバーは幅方向に離間する。この実施形態では、二次結合パターン６２は、一次結合パターン６０内のディスクリートバーの二列６８、７０の間に配置され、幅方向３０と縦方向３２の両方に延在するディスクリートバーの列を備える。さらに、二次結合パターン６２のディスクリートバーは、二次結合パターン６２が幅方向３０に連続していないことを提供するために中に形成されたギャップ７４を有してもよく、結合中に複合材が切断することを防止する。
【００３３】
図６は、隆起した結合要素５４の一次結合パターン６０および隆起した結合要素５６の二次結合パターン６２を示すアンビル２２の別の望ましい実施形態を示す。図３と類似して、一次結合パターンは、縦方向３２に延在するディスクリートバーの二列６８、７０を含み、ディスクリートバーは幅方向に離間する。この実施形態では、二次結合パターン６２は、一次結合パターン６０内のディスクリートバーの二列６８、７０の間に配置され、幅方向３０と縦方向３２の両方に延在するバーの山形パターン７６を含む。さらに、二次結合パターン６２の山形パターン７６は、二次結合パターン６２が幅方向３０に連続していないことを提供するために中に形成されたギャップ７４を有してもよく、結合中に複合材が切断することを防止する。
【００３４】
図７は、隆起した結合要素５４の一次結合パターン６０および隆起した結合要素５６の二次結合パターン６２を示す、アンビル２２の別の望ましい実施形態を示す。図３と類似して、一次結合パターン６０は、幅方向に離間した縦方向３２に延在するディスクリートバーの二列６８、７０を含む。この実施形態では、二次結合パターン６２は、一次結合パターン６０内のディスクリートバーの二列６８、７０の間に配置され、一次結合パターン６０に隣接する縦方向３２に延在する材料７８の単一の列を含む。さらに、二次結合パターン６２の材料７８の単一の列は、二次結合パターン６２が幅方向３０に連続していないことを提供するために、中に形成されたギャップ７４を有してもよく、結合中に複合材が切断することを防止する。この設計により、この実施形態の一次結合パターン６０、および二次結合パターン６２が可能になり、組み合わされたとき、エネルギー経路位置３５の全長を延ばし、動作中にアンビルにおける超音波ホーン２４を確実に支持する。
【００３５】
図３〜７に記述したパターンは、Ｒａｊａｌａらの米国特許第５，６６７，６０８号内に記載されたものと同様のロータリー超音波システムで使用するためのものであり、超音波ホーンはプランジタイプの超音波結合とは対照的に、動作中にアンビル表面に沿って転がり、結合中にホーンとアンビルとの間に相対的な動きはない。本明細書に記載したアンビルパターン６０、６２は、ホーン２４がアンビル２２に沿って転がる際にホーン２４を連続的に支持し、結合強度の変動および発生器の過負荷の両方が最小限に抑えられ、結果としてより結合強度の変動が少なくなり、生産性が向上する。
【００３６】
超音波結合システム１０は、おむつ、トレーニングパンツ、女性用ケア製品、失禁用衣類などの使い捨てタイプの衣類を作るために使用され得る。超音波結合システムは、連続した複合したウェブにおける使い捨てタイプの衣類を製造するめに使用されてもよく、ウェブ内の衣類はウェブの横方向に延在し、衣類のウエスト部分はウェブの縦方向に沿って延在し、衣類の前後方向はウェブの対向する側にある。示された実施形態では、結合部は、仕上げられた衣類における側部継目の最終位置に概ね対応する位置で材料の第一および第二のウェブを接合する。
【００３７】
図８Ａ〜８Ｄに示すように、複合ウェブ１６は、材料１２の第一のウェブと材料１４の第二のウェブを組み合わせて、図３に示した一次および二次結合パターン６０、６２を利用して、超音波結合システム１０によって形成される。図８Ａは、複合ウェブ１６内に結果として生じる一次結合パターン８２および二次結合パターン８４を示す複合ウェブ１６の上面図を示す。二次結合パターンを通して全結合エネルギーの半分未満が加えられたため、二次的結合パターン８４は、側部継目結合強度に寄与せず、複合ウェブ１６が結合の軸に垂直に歪んだときに、衣類材料の幅方向のネックダウンを阻害しない。図８Ｂおよび８Ｃは、切断線８６で材料内の二次結合パターンに対応する一次結合パターン間の材料の切断前および切断後の複合材料１６の断面図を示す。一旦切断されると、複合ウェブ１６は、二つの製品９０、９２に切断され、図示されるように、吸収性物品のサイドパネルとして示される。一次結合パターン８２は、消費者による製品９０、９２の使用に必要な結合強度を有するフランジ付き側部継目９４をもたらす。
【００３８】
詳細な説明に引用されているすべての文書は、該当部分において、参照により本明細書に組み込まれる。いかなる文書の引用も、本発明に関して先行技術であることを承認するものとして解釈されるべきではない。本文書に記載された用語の任意の意味または定義が、参照により本明細書に組み込まれる文書のいずれかの意味または定義と矛盾する範囲において、本文書の用語に割り当てられた意味または定義を適用するものとする。
【００３９】
本発明の特定の実施形態が例示され、説明されてきたが、本発明の趣旨および範囲から逸脱することなく、様々な他の変更および修正を行うことができることが当業者には明らかであろう。したがって、本発明の範囲内であるそのような変更および修正すべてを添付の請求項に網羅することが意図される。
【００４０】
特許請求の範囲に記載の数値限定に「約」が記載されているか否かにかかわらず、本発明の技術思想に鑑みて、実質的に同一の範囲を含むものである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【手続補正書】
【提出日】平成31年4月12日(2019.4.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
材料の第一のウェブを材料の第二のウェブに結合し、複合材料を形成する方法であって、前記方法が、
（ａ）縦方向に移動する材料の第一のウェブおよび材料の第二のウェブを提供するステップと、
（ｂ）幅方向に横断して延在する第一のエネルギー印加装置を提供するステップであって、前記第一のエネルギー印加装置が、一次結合パターンおよび二次結合パターンを含み、前記二次結合パターンと組み合わせた前記一次結合パターンが幅方向に連続的に延在する、提供するステップと、
（ｃ）第二のエネルギー印加装置を提供するステップと
（ｄ）前記第二のエネルギー印加装置を幅方向に移動させるステップであって、それによって前記第一のエネルギー印加装置の上に前記第二のエネルギー印加装置を延在させ、前記第一および第二のエネルギー印加装置を組み合わせて動作させ、それにより前記材料の第一のウェブおよび前記材料の第二のウェブを横切って徐々に移動させるラインで、エネルギーを前記材料の第一のウェブおよび前記材料の第二のウェブに加え、前記材料の第一のウェブを前記材料の第二のウェブに結合する、移動させるステップと、を含む、方法。
【請求項２】
前記第一のエネルギー印加装置がアンビルを備え、および前記第二のエネルギー印加装置がロータリー超音波ホーンを備える、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第一および第二のエネルギー印加装置を組み合わせて動作させ、それによって前記材料の第一のウェブおよび前記材料の第二のウェブにエネルギーを加えることは、前記一次結合パターンを通してのみ結合する、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記二次結合パターンが、前記第一および第二のエネルギー印加装置を組み合わせて動作させるときに、前記第二のエネルギー印加装置に支持を提供する、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記二次結合パターンが、前記材料の第一のウェブおよび前記材料の第二のウェブにエネルギーを提供しない、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記二次結合パターンが幅方向に非連続である、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記一次結合パターンが、縦方向に延在するディスクリートバーの少なくとも一列を備え、前記ディスクリートバーが幅方向に離間し、前記二次結合パターンが、前記ディスクリートバーが離間するところに支持を提供する、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記一次結合パターンが、縦方向に延在する二列のディスクリートバーを備え、前記ディスクリートバーが幅方向に離間する、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記二次結合パターンが、縦方向に対してある角度で延在するディスクリートバーを備える、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記二次結合パターンが、前記第一のエネルギー印加装置を横切って幅方向に延在する一連の円形要素を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記材料の第一のウェブを前記材料の第二のウェブに結合した後に、さらなる処理のために前記ウェブを維持することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
前記一次結合パターンが一次結合領域を含み、前記二次結合パターンが二次結合領域を含み、前記二次結合領域が前記一次結合領域の約１０〜約４９パーセントである、請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
前記第一および第二のエネルギー印加装置を組み合わせて動作させるとき、圧力を加えることをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
材料の第一のウェブを材料の第二のウェブに結合する方法であって、前記方法が、
（ａ）縦方向に移動する材料の第一のウェブおよび材料の第二のウェブを提供するステップと、
（ｂ）幅方向に横切って延在する第一のエネルギー印加装置を提供することであって、前記第一のエネルギー印加装置が、一次結合パターンおよび二次結合パターンを含む、提供するステップと、
（ｃ）第二のエネルギー印加装置を提供するステップと
（ｄ）前記第二のエネルギー印加装置を幅方向に移動させるステップであって、それによって前記第一のエネルギー印加装置の上に前記第二のエネルギー印加装置を延在させ、前記第一および第二のエネルギー印加装置を組み合わせて動作させ、それにより前記材料の第一のウェブおよび前記材料の第二のウェブを横切って徐々に移動させるラインで、エネルギーを前記材料の第一のウェブおよび前記材料の第二のウェブに加えて複合材料を形成し、前記一次結合パターンは、幅方向に前記第一のエネルギー印加装置と前記第二のエネルギー印加装置との間の非連続接触を提供し、前記二次結合パターンは、幅方向に前記第一のエネルギー印加装置と前記第二のエネルギー印加装置との間の連続接触を提供する、移動させるステップと、を含む、方法。
【請求項１５】
前記第一のエネルギー印加装置がアンビルを備え、および前記第二のエネルギー印加装置がロータリー超音波ホーンを備える、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記第一および第二のエネルギー印加装置を組み合わせて動作させ、それによって前記材料の第一のウェブおよび前記材料の第二のウェブにエネルギーを加えることは、前記一次結合パターンを通してのみ結合する、請求項１４に記載の方法。
【請求項１７】
前記二次結合パターンが、前記第一および第二のエネルギー印加装置を組み合わせて動作させるときに、前記第二のエネルギー印加装置に支持を提供する、請求項１４に記載の方法。
【請求項１８】
前記二次結合パターンが、前記材料の第一のウェブおよび前記材料の第二のウェブにエネルギーを提供しない、請求項１４に記載の方法。
【請求項１９】
前記二次結合パターンが幅方向に非連続である、請求項１４に記載の方法。
【請求項２０】
前記一次結合パターンが、縦方向に延在するディスクリートバーの少なくとも一列を備え、前記ディスクリートバーが幅方向に離間し、前記二次結合パターンは前記ディスクリートバーが離間するところに支持を提供する、請求項１４に記載の方法。
【請求項２１】
前記一次結合パターンが、縦方向に延在する二列のディスクリートバーを備え、前記ディスクリートバーが幅方向に離間する、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記二次結合パターンが、縦方向に対してある角度で延在するディスクリートバーを備える、請求項１４に記載の方法。
【請求項２３】
前記二次結合パターンが、前記第一のエネルギー印加装置を横切って幅方向に延在する一連の円形要素を含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項２４】
前記材料の第一のウェブを前記材料の第二のウェブに結合した後に、さらなる処理のために前記ウェブを維持することをさらに含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項２５】
前記一次結合パターンが一次結合領域を含み、前記二次結合パターンが二次結合領域を含み、前記二次結合領域が前記一次結合領域の約１０〜約４９パーセントである、請求項１４に記載の方法。
【請求項２６】
前記第一および第二のエネルギー印加装置を組み合わせて動作させるとき、圧力をかけることをさらに含む、請求項１４に記載の方法。
【国際調査報告】
2019537525.tif 000011
2019537525.tif 000012